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金属内包フラーレンの分子変換法の創出と機能開拓

研究課題

研究課題/領域番号 20K05469
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分33010:構造有機化学および物理有機化学関連
研究機関公益財団法人国際科学振興財団

研究代表者

赤阪 健  公益財団法人国際科学振興財団, その他部局等, 特任主席研究員 (60089810)

研究分担者 加固 昌寛  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (10233678)
前田 優  東京学芸大学, 教育学部, 教授 (10345324)
山田 道夫  東京学芸大学, 教育学部, 准教授 (00583098)
鈴木 光明  城西大学, 理学部, 助教 (40741757)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード金属内包フラーレン / フラーレン / シリル化 / ゲルミル化 / S-ヘテロサイクリックカルベン
研究開始時の研究の概要

次世代を切り拓く革新的な電子・光・磁気機能を有する物質の創出を図るため、分子エレクトロニクス素子や単一分子デバイスをはじめ、磁気的、光学的機能材料としてのナノカーボンが注目され、その基礎および応用研究が精力的に展開されている。本研究では、最も特異な構造と電子的特性を有するナノカーボンの一つである金属内包フラーレンに着目し、元素化学に基づく選択的分子変換による新しい構造や電子的特性を有する分子の創出を図る。得られた金属内包フラーレン誘導体の集積化を試み、革新的バルク機能を有する新たなナノカーボン材料の創製とその機能開拓をめざす。

研究成果の概要

ナノカーボンは磁気的、光学的機能材料として注目され、近年分子エレクトロニクス素子や単一分子デバイスをはじめ、次世代を切り拓く革新的な電子・光・磁気機能を有する物質の創出を図ることが期待され、その基礎および応用研究が精力的に展開されている。本研究では、最も特異な構造と電子的特性を有するナノカーボンの一つである金属内包フラーレンに着目し、元素化学に基づく選択的化学修飾による新しい構造や電子的特性を有する分子の創出を図った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ナノカーボンは磁気的、光学的機能材料として注目され、近年分子エレクトロニクス素子や単一分子デバイスをはじめ、次世代を切り拓く革新的な電子・光・磁気機能を有する物質の創出を図ることが期待され、その基礎および応用研究が精力的に展開されている。
本研究は他に例のない全く独創的な研究であり、フラーレン化学の単なる一分野の開拓のみならず、金属内包フラーレンを新しいナノカーボン材料科学へと導くも のであり、本研究がもたらす新しい領域への貢献及び波及効果は大きいと信じる。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 15件、 査読あり 15件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (2件)

  • [国際共同研究] University of Arizona(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Charles University(チェコ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Huazhong Univ. of Science & Technology(中国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Huazhong Univ. of Science & Technology(中国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Charles University(チェコ)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Arizona(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Eu@C<sub>88</sub> Isomers: Calculated Relative Populations2022

    • 著者名/発表者名
      Uhlk Filip、Slanina Zden?k、Bao Lipiao、Akasaka Takeshi、Lu Xing、Adamowicz Ludwik
    • 雑誌名

      ECS Journal of Solid State Science and Technology

      巻: 11 号: 10 ページ: 101008-101008

    • DOI

      10.1149/2162-8777/ac9755

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cluster-Geometry-Associated Metal-Metal Bonding in Trimetallic Carbide Clusterfullerenes2022

    • 著者名/発表者名
      S. Hu, P. Zhao, B. Li, P. Yu, L. Yang, M. Ehara, P. Jin, T. Akasaka, X. Lu
    • 雑誌名

      Inorg. Chem.

      巻: 61 号: 29 ページ: 11277-11283

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.2c01399

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Ultraviolet Photodetectors Based on Dimetallofullerene Lu<sub>2</sub>@<i>C<sub>s</sub></i>(6)-C<sub>82</sub> Nanorods2022

    • 著者名/発表者名
      Xu Ting、Yin Hong、Yu Pengwei、He Zhimin、Chen Ning、Shen Wangqiang、Zhu Mingqiang、Akasaka Takeshi、Lu Xing
    • 雑誌名

      ACS Applied Nano Materials

      巻: 5 号: 1 ページ: 1683-1689

    • DOI

      10.1021/acsanm.1c04497

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Photoreactions of Sc3N@C80 with Disilirane, Silirane, and Digermirane: A Photochemical Method to Separate Ih and D5h Isomers2022

    • 著者名/発表者名
      Kako Masahiro、Miyabe Kyosuke、Fukazawa Shinpei、Kanzawa Shinji、Yasui Masanori、Yamada Michio、Maeda Yutaka、Slanina Zden?k、Uhl?k Filip、Adamowicz Ludwik、Papadopoulos Ilias、Guldi Dirk M.、Furukawa Makoto、Nagase Shigeru、Akasaka Takeshi
    • 雑誌名

      Photochem

      巻: 2 号: 1 ページ: 122-137

    • DOI

      10.3390/photochem2010010

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Compositing Fullerene-Derived Porous Carbon Fibers with Reduced Graphene Oxide for Enhanced ORR Catalytic Performance2022

    • 著者名/発表者名
      He Zhimin、Guo Ziqian、Guo Kun、Akasaka Takeshi、Lu Xing
    • 雑誌名

      C

      巻: 8 号: 1 ページ: 13-13

    • DOI

      10.3390/c8010013

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Defective porous carbon microrods derived from fullerenes (C<sub>70</sub>) as high-performance electrocatalysts for the oxygen reduction reaction2022

    • 著者名/発表者名
      He Zhimin、Wei Peng、Xu Ting、Guo Ziqian、Han Jiantao、Akasaka Takeshi、Guo Kun、Lu Xing
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 14 号: 2 ページ: 473-481

    • DOI

      10.1039/d1nr07198j

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Unexpected Formation of 1,2- and 1,4-Bismethoxy Sc3N@Ih-C80 Derivatives via Regioselective Anion Addition: Unambiguous Structural Identification and Mechanism Study2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Hu, Y. R. Yao, X. Liu, A. Yu, X. Xie, L. Abella, A. Rodriguez-Fortea, J. Poblet, T. Akasaka, P. Peng, Q. Zhang, S. .Y. Xie, F. F. Li, X. Lu
    • 雑誌名

      Chem. Sci.

      巻: 12 号: 23 ページ: 8123-8130

    • DOI

      10.1039/d1sc01178b

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Morphology Engineering of Fullerene[C70] Microcrystals: from Perfect Cube, Defective Hopper to Novel Cruciform-pillar2021

    • 著者名/発表者名
      T. Xu, N. Chen, Z. He, P. Yu, W. Shen, T. Akasaka, X. Lu
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 27 号: 40 ページ: 10387-10393

    • DOI

      10.1002/chem.202100958

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Er@C <sub>82</sub> as a Bifunctional Additive to the Spiro‐OMeTAD Hole Transport Layer for Improving Performance and Stability of Perovskite Solar Cells2021

    • 著者名/発表者名
      Ye Xiaoqin、Yu Pengwei、Shen Wangqiang、Hu Shuaifeng、Akasaka Takeshi、Lu Xing
    • 雑誌名

      Solar RRL

      巻: 5 号: 12 ページ: 2100463-2100463

    • DOI

      10.1002/solr.202100463

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] adical reaction and Photoreaction2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Maeda, S. Nagase S, T. Akasaka
    • 雑誌名

      Handbook of Fullerene Science and Technology

      巻: - ページ: 1-46

    • DOI

      10.1007/978-981-13-3242-5_46-1

    • ISBN
      9789811332425
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Functionalization of Fullerenes: Addition Reactions2021

    • 著者名/発表者名
      M. Yamada, S. Nagase, T. Akasaka
    • 雑誌名

      Handbook of Fullerene Science and Technology

      巻: - ページ: 1-50

    • DOI

      10.1007/978-981-13-3242-5_33-1

    • ISBN
      9789811332425
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Crystallographic Characterization of Ti2C2@D3h(5)-C78, Ti2C2@C3v(8)-C82, and Ti2C2@Cs(6)-C82: Identification of Unsupported Ti2C2 Cluster with Cage-Dependent Configurations2020

    • 著者名/発表者名
      Yu Pengyuan、Bao Lipiao、Yang Le、Hao Debo、Jin Peng、Shen Wangqiang、Fang Hongyun、Akasaka Takeshi、Lu Xing
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 59 号: 13 ページ: 9416-9423

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.0c01304

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Crystallographic Characterization of Er2C2@C80?88: Cluster Stretching with Cage Elongation2020

    • 著者名/発表者名
      Hu Shuaifeng、Zhao Pei、Shen Wangqiang、Ehara Masahiro、Xie Yunpeng、Akasaka Takeshi、Lu Xing
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 59 号: 3 ページ: 1940-1946

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.9b03269

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Metal-encapsulation induces a highly regioselective Bingel?Hirsch reaction of the labile Y@Cs(6)-C822020

    • 著者名/発表者名
      Shen Wangqiang、Yang Le、Li Bo、Jin Peng、Yu Bing、Cong Hailin、Akasaka Takeshi、Lu Xing
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 56 号: 92 ページ: 14357-14360

    • DOI

      10.1039/d0cc06226j

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Rotameric Isomers of La2@C80 & Dodecafluoro-Subphthalocyanine Conjugate: Computational Characterization2020

    • 著者名/発表者名
      Slanina Zden?k、Uhl?k Filip、Feng Lai、Akasaka Takeshi、Lu Xing、Adamowicz Ludwik
    • 雑誌名

      ECS Journal of Solid State Science and Technology

      巻: 9 号: 6 ページ: 061014-061014

    • DOI

      10.1149/2162-8777/aba0cf

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] ベンゼン環とシス二重結合を交互に導入した不飽和ベンゾチアクラウンエーテルによるフラーレンの包接2021

    • 著者名/発表者名
      高杉 水晶、平林 一徳、加固 昌寛、赤阪 健、清水 敏夫
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Photoreaction of C70 with Disilirane: Electronic Properties of Silylated Adducts2021

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Nishida, Masahiro Kako, Michio Yamada, Yutaka Maeda, Makoto Furukawa, Takeshi Akasaka
    • 学会等名
      The 60th Fullerene-Nanotubes-Graphene General Symposium
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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